Deutschland · KMK Bildungsstandards
Klasse 12 Informatik Oberstufe: Von Algorithmen zur vernetzten Gesellschaft
Dieser Kurs vermittelt tiefgehende Kompetenzen in der Softwareentwicklung, Datenmodellierung und Systemarchitektur. Schüler entwickeln ein kritisches Verständnis für komplexe Algorithmen und die gesellschaftlichen Auswirkungen der Digitalisierung.
Objektorientierte Modellierung und Software-Engineering
Fokus auf die systematische Planung und Umsetzung komplexer Softwaresysteme mittels Entwurfsmustern und UML.
Entwurf von Klassendiagrammen zur Abbildung komplexer Realwelt-Szenarien unter Berücksichtigung von Vererbung und Polymorphie.
Anwendung bewährter Lösungsmuster wie Singleton, Strategy oder Observer zur Lösung wiederkehrender Designprobleme.
Einführung in iterative Methoden wie Scrum und die Bedeutung von Versionskontrolle im Team.
Datenstrukturen und Algorithmen
Untersuchung von dynamischen Datenstrukturen und der Effizienz von Algorithmen zur Optimierung von Rechenprozessen.
Vergleich von Listen, Stacks, Queues und binären Bäumen hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete.
Einführung in die O-Notation zur Bewertung der Zeit- und Platzkomplexität von Algorithmen.
Vertiefung von Quicksort, Mergesort und binärer Suche sowie deren Implementierung.
Datenbanken und Informationssysteme
Entwurf und Abfrage relationaler Datenbanken zur Verwaltung großer Informationsmengen.
Vom Entity-Relationship-Modell (ERM) zur Normalisierung von Tabellenstrukturen.
Beherrschung von SELECT-Statements, Joins und Aggregatfunktionen zur Datenanalyse.
Rechtliche Grundlagen (DSGVO) und technische Maßnahmen zum Schutz personenbezogener Daten.
Rechnernetze und Kommunikation
Verständnis der technischen Grundlagen des Internets und der Sicherheit in vernetzten Systemen.
Analyse des OSI-Schichtenmodells und der TCP/IP-Protokollfamilie.
Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungsverfahren sowie digitale Signaturen.
Entwicklung und Analyse von Web-Anwendungen und deren Kommunikationsabläufen.
Theoretische Informatik und Logik
Erkundung der Grenzen der Berechenbarkeit und der formalen Sprachen.
Modellierung von Systemzuständen und Erkennung von regulären Sprachen.
Untersuchung der Turing-Maschine und der Frage, was Computer prinzipiell nicht lösen können.
Informatik und Gesellschaft
Reflexion über künstliche Intelligenz, Ethik und den digitalen Wandel der Arbeitswelt.
Funktionsweise neuronaler Netze und die gesellschaftliche Bedeutung von KI-Systemen.
Analyse der Auswirkungen von Automatisierung und Digitalisierung auf das Individuum.